JPS61206023A - 座標位置検出用入力ペン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 この発明は座標位置検出装置の入力ペンの改良であり、
周縁部に球状支持面を備えた板状の筆圧伝達部材を軸筒
内に傾動可能に配置し、この筆圧伝達部材の後部に、こ
の筆圧伝達部材の傾動を感知する感圧素子を設けると共
に、前記した軸筒先端部から突出するペン先部材を前記
筆圧伝達部材の前方に突設して入力ペンを構成する。そ
して、この入力ペンのペン先部材を入力面に加圧接触さ
せる際、ペン先部材のペン軸の入力面に対する角度が変
化した場合でも、筆圧伝達部材の圧力が感圧素子に確実
に伝達してペンダウンの状態を確実に検知できるように
したものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は座標位置検出装置用の入力ペンの改良に係り、
特に入力ペンのペン先部材を入力面に加圧接触する際、
ペン先部材のペン軸と入力面との角度が変化した場合で
も、筆圧伝達部材を介して感圧素子を応動させるに充分
な圧力が、この感圧素子に加わるようにした入力ペンに
関する。

表面に絶縁膜を設けた平板状の抵抗体よりなる入力面の
周囲に接続して、相対向するように２組の電極を設け、
該電極間に位相の異なる交流信号を印加し、該入力面の
所定位置に先端が絶縁膜で被覆された金属よりなる入力
ペンを接触させる。

そして前記入力面の抵抗体と入力ペンの金属部材の間の
静電結合によって、入力ペンに誘導される交流信号を検
知し、この検知した交流信号によって入力ペンの入力面
に於ける位置座標を、検知する座標検出装置は周知であ
る。

このような座標検出装置に於いては、入力ペンが人力面
の抵抗体のどの座標位置に接触しているかを検知する信
号と、実際に入力ペンが入力面に接触されているか、否
かを検知するペンダウン信号が出力されている。これ等
の信号は、入力ペンの筆圧伝達部材から導入される筆圧
により動作する感圧素子によって検知される。そのため
、入力面に接触している入力ペンのペン先部材の位置が
、たとえペン軸方向に対して垂直方向より位置ずれした
場合でも、感圧素子を応動するに足る力が、この感圧素
子に加圧されるような入力ペンの構造が要望されている
。

〔従来の技術〕

このような入力ペンの従来の構造につむ）て第４図を用
いて説明する。

図示するように従来の入力ペンは、軸筒ｌとこの軸筒１
の内部に挿入され、表面が絶縁性の樹脂膜にて被覆され
た金属部材よりなるペン先部材２と、このペン先部材２
と一体構造で、筆圧を伝達する筆圧伝達部材３と、この
筆圧伝達部材３と結合し、かつ感圧ゴム４を挟んだ構造
の一対の電極５とよりなる。

このような構造の入力ペン６を入力面９に対して所定の
圧力で接触させると、この接触圧によって入力ペン６が
ペン軸８に対して平行な方向に対して力が働き、この力
が感圧ゴム４に加えられることになる。この感圧ゴム４
は加圧されると、その電気抵抗が変動するような材料で
構成され、その抵抗の変化によって電極５間に印加され
ている電圧の変動を、前記電極５から導出されている導
線７より取り出して検知してペンダウンを検知している
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、入力ペン６のペン軸８が、入力面９に対して
垂直方向となるように、入力ペン６のペン先部材２を入
力面９に加圧接触させた時には、その加圧接触の力と同
じ力が、加圧接触の方向と反対方向に感圧ゴム４に働き
、この場合には充分感圧ゴム４が応動する。

しかし、入カベ／６は指を用いて取り扱うため、必ずし
も、ペン軸８が入力面９に対して垂直方向とならず、第
５図に示すように入力面９に対して斜め方向で加圧接触
している場合が多い。この場合には入力ペン６に加えら
れる筆圧１１に対して分力１２が働き、この分力１２を
差し引いた力１３が感圧ゴム４に加わることとなる。

また、入力ペン６は確実に入力面９に静止した状態で加
圧接触することが少なく、通常指で入力ペン６を持って
、入力面の所定の位置を連続的に移動しながら加圧接触
することが多い、そのため、第・６図に示すように筆圧
１１よりも前記した分力１２および更に入力ペン６が入
力面９を摩擦する摩擦力１４を差し引いた値の力１５が
、感圧ゴム４に加わることとなる。そのため、いずれも
入力ペンのペン軸が入力面に垂直となるように、加圧接
触した場合に比して感圧ゴム４に加わる力は小さくなり
、感圧ゴム４が応動するに足る力が感圧ゴム４に加わら
ない問題が生じ、ペンダウンの状態が正確に検知できな
い問題を生じる。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の入力ペンの構成を示す断面図である。

第１図に於いて入力面を加圧接触する入力ペン２１のペ
ン先部材２２．２３には、周縁部に球状の支持面２４を
有する板状筆圧伝達部材２５が結合され、この支持面２
４が軸筒２６内部に接触し、軸筒２６内で筆圧伝達部材
２５が傾動するように成っている。この筆圧伝達部材２
５の後部には一対の電極２８に挟まれた感圧素子２９が
設けられており、更に筆圧伝達部材２５の前方にはペン
先部材２３．２２が設けられている。そしてこのペン先
部材２２．２３の入力面に加圧接触する角度が変わって
も、筆圧伝達部材２５の支持面２４が軸筒２６の内面に
沿って線接触しながら傾動することで感圧素子２９の少
なくとも一部が加圧される。

〔作用〕

即ち、本発明の入力ペンは、ペン先部材２２．２３が入
力面に対し、斜め方向に加圧接触しても、感圧素子２９
に筆圧伝達部材２５を介して入力ペンの筆圧が加わるよ
うにし、ペンダウン信号が確実に検出できるようにした
ものである。

〔実施例〕

本発明の座標位置検出用入力ペンについて第１図を用い
ながら更に詳述する。

図示するように本発明の入力ペンは、表面に絶縁性の樹
脂膜３０が被覆された銅等の金属部材で形成された第１
のペン先部材２２と、この第１のペン先部材２２に固着
され、プラスチックよりなる第２のペン先部材２３と、
このペン先部材２３が嵌挿され、周縁部に球状の支持面
２４を有する筆圧伝達部材２５と、このペン先部材（２
２，２３ン　と筆圧伝達部材２５を収容する軸筒２６と
よりなる。

この筆圧伝達部材２５の支持面２４は軸筒２６に設けら
れた凹部２７の内面に線状に接触し、凹部２７内で傾動
可能となる。また筆圧伝達部材２５の後部には、第２の
ペン先部材２３が挿入され、中央に開口部を有するリン
グ状の一対の電極２８に挟まれ、電極２日と同様の形状
のリング状の感圧ゴム２９が設けられている。

この感圧ゴム２９および電極２８は、いずれも軸筒２６
の凹所２７内に挿入され、電極２８からは電極２８間の
電圧の変動を検知してそれを出力する導線３１が、軸筒
２６に設けた開口部３２を介して外部に導出されている
。

第２図に示すように、このような構造の本発明の入力ペ
ン２１を用いて、ペン軸３３が入力面３４に対して垂直
方向となるようにペン先部材２２を加圧接触した場合の
動作について説明する。

この場合には、電極２８に挟まれ、前記筆圧伝達部材材
２５と軸筒２６の凹部２７の内面で挟まれている感圧ゴ
ム２９の全体に対して一様に筆圧と同一のカで、ペン先
部材２２が入力面３４に加圧接触する方向と反対方向の
力が加わり、この場合は感圧ゴム２９を応動させるに足
る充分の力が感圧ゴム２９全体に印加される。

更に第３図に示すようにこの入力ペン２１を用いて、ペ
ン軸３３が入力面３４に対して垂直方向より角度０１度
だけ位置ずれした状態で、ペン先部材２２を入力面３４
にく加圧接触した場合について説明する・　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　）この場合には、筆圧
伝達部材２５の周縁部の球状支持面２４が軸筒２６の凹
部２７の内面に線接触の形で接触してペン軸３３の一点
Ａを回転中心として傾動することとなり、この筆圧伝達
部材２５と軸筒２６の凹部２７の内面との間で電極２８
に挟まれている感圧ゴム２９の一部２９Ａが加圧される
こととなる。

更に角度θ１に対して、ペン先部材２２と入力面３４と
の間の接触点Ｐを境にして、前記角度θＩと同じ大きさ
の角度θ２となるように入力面３４に対して入力ペン２
１を加圧接触した場合には、感圧ゴム２９Ｂの部分が加
圧される。

このように入力ペン２１を傾けた状態で、入力面３３に
加圧接触した場合でも、感圧ゴム２９の一部は必ず加圧
されるようになるので、電極２Ｂ間で変動した電位差の
信号を確実に取り出すことができ、ペンダウンの検出が
確実となる。

尚、本実施例ではペン先部材を第１のペン先部材２２と
第２のペン先部材２３として区別したが、これらを区別
せず金属部材を用いて一体物として形成しても良い。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明の入力ペンによれば、筆圧伝
達部材が軸筒内部で傾動するため、入力ペンを入力面に
対して傾けた場合でも、感圧ゴムを確実に加圧できるた
め、ペンダウンの検出が確実に行い得る効果を生じ、こ
のような入力ペンを座標位置検出装置に用いれば、高信
頼度の座標位置検出装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の入力ペンの構造を示す断面図、第２図
乃至第３図は本発明の入力ペンの動作を説明するための
模式図、 第４図は従来の入力ペンの構造を示す断面図、第５図乃
至第６図は従来の入力ペンの動作を説明するための模式
図である。 第１図、第２図乃至第３図に於いて、 ２１は入力ペン、２２．２３はペン先部材、２４は球状
支持面、２５は筆圧伝達部材、２６は軸筒、２７は凹部
、２８は電極、２９，２９４，２９Ｂは感圧ゴム、３０
は絶縁膜、３１は導線、３２は開口部、３３はペン軸、
３４は入力面、Ａば回転中心、θ１．θ２はペン軸と入
力面とのなす角度、Ｐはペン先部材と入力面との接触位
置半４４ｇ耳痢入かへ０ンｎｌ午面閏 第　１　因 半発明の人カヤ＞め勅昨二え明図 第　２　図 第３図 従来。入力へ’＞ＩＩ覇−面図 第４図 ｔＬ＋＋＋λかへ・シ４１〃４μ太゛恕−Ｔ去髪天区第
５図 一６Ｆの八かへ・ンの會カイ下イガ°態を不ＩＪ笑式圓
第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 座標位置検出装置用の入力ペンであって、周縁部に球状
   支持面（２４）を備えた板状の筆圧伝達部材（２５）を
   軸筒（２６）内に傾動可能に配置し、該筆圧伝達部材（
   ２５）の後部に該筆圧伝達部材（２５）の傾動を感知す
   る感圧素子（２９）を設けると共に、前記軸筒（２６）
   先端部から突出するペン先部材（２２、２３）を前記筆
   圧伝達部材（２５）の前方に突設してなり、前記ペン先
   部材（２２、２３）を入力面に加圧接触させることによ
   り、前記筆圧伝達部材（２５）の傾動を感圧素子（２９
   ）が感知するようにしたことを特徴とする座標位置検出
   用入力ペン。